Αυτοματοποιημένο σύστημα ποτίσματος σύγχρονου θερμοκηπίου MCI 300

(1)

Κ A B Α Λ Α Γ

“■ ■ ■ τ Γ ’

ΤΕΤ Κ Α Β Α Λ Α Σ

ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΛΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΠΑΣ

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΑΥΤΟΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΤΙΣΜΑΤΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ

MCI 300

ΣΠΟΥΔΑΣΤΕΣ ΧΡΗΣΤΟΣ ΜΑΝΑΝΑΣ ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ ΚΟΝΤΟΠΟΥΛΟΣ

ΕΙΣΗΓΗΤΗΣ ΓΕΠΡΓΙΟΣ ΤΣΙΡΙΓΩ ΤΗΣ .ΑΝΑΠ.\ΗΡίΠΉΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ

(2)

Π Ε Ρ ΙΕ Χ Ο Μ Ε Ν Α ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1® - Γενική εισαγωγή ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2° - Γενική περιγραφή συστήματος 2.1 Υπόστρωμα

2.2 Αρδευτικό σύστημα 2.3 Δεξαμενές διαλυμάτων 2.4 Σύστημα τροφοδοσίας νερού 2.5 Υπολογιστής άρδευσης

2.6 Σχηματικές παραστάσεις σχεδιασμού συστήματος ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3° - Περιγραφή της κεφαλής υδροπονίας MCI 300 3.1 Μονάδα εισαγωγής νερού

3.2 Μονάδα εισαγωγής ανακυκλούμενου θρεπτικού διαλύματος 3.3 Μονάδα διαλυμένων λιπασμάτων - οξέως

3.4 Δεξαμενή ανάμειξης 3.5 Ηλεκτρική αντλία 3.6 Ηλεκτρικό τμήμα 3.7 Ηλεκτρονικό τμήμα 3.8 Οθόνη οπτικοποίησης

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4° - Αναλυτική περιγραφή συστήματος 4.1 Block διάγραμμα

4.2 Δεξαμενές λιπασμάτων 4.3 Δεξαμενή οξέως 4.4 Δεξαμενή καθαρού νερού 4.5 Αντλία (Αντλιοστάσιο) 4.6 Δεξαμενή απορροών 4.7 Ομάδα Η/Β 4.8 Τομέας άρδευσης

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5° - Πρόγραμμα λειτουργίας MCI 300 5.1 Προγραμματισμός χρήστη

5.2 Θρεττηκή λύση

5.3 Συνταγή λιπασμάτων - Παράδειγμα 5.4 Χειρισμός της συνταγής λιπασμάτων - Παράδειγμα 5.5 Οδήγηση εντολών από Εξωτερικά σήματα 5.6 Ορισμός τομέα άρδευσης

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6° - Αισθητήρια 6.1 Κατηγορίες & εντολές 6.2 Φωτογραφίες Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ

ΑΥΤΟΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΤΙΣΜΑΤΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ

(3)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ - Λειτουργία κυκλωμάτων 7.1 Ηλεκτρικό Μέρος

7.1.1 Control Block Diagram 7.1.2 Τροφοδοσία του κυκλώματος 7.2 Ηλεκτρονικό Μέρος

7.2.1 Περιγραφή της CPU 7.2.2 Αναλογικές είσοδοι 7.2.3 Analog to digital converter 7.2.4 Κάρτα Ψηφιακών εισόδων 7.2.5 Κάρτα Ψηφιακών εξόδων 7.2.6 Κάρτα Απεικόνιση

7.2.6.1 Φωτεινές Μπάρες 7.2.6.2 Οθόνη Δύο Δεκαδικών Ψηφίων 7.2.6.3 Οθόνη Υγρών Κρυστάλλων 7.2.7 Λίστα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων 7.2.8 Τεχνικά χαρακτηριστικά ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ

(4)

Κ Ε Φ Α Λ Α ΙΟ 1"

ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η όλο και μεγαλύτερη ανάγκη αύξησης των τιάρων ειδών τιρώτης ανάγκης, αλλά και διατροφής, οδήγησε και τον κλάδο της γεωργίας, στην εξεύρεση τρόπων αύξησης της παραγωγής των αγροτικών προϊόντων.

Ήδη εδώ και αρκετά χρόνια, ακούμε για υπερβολική χρήση φυτοφαρμάκων, ανεξέλεγκτη χρήση του νερού και διάφορες άλλες ανακοινώσεις-προειδοποιήσεις επιστημονικών ομάδων σχετικές με την μείωση και την μόλυνση των φυσικών πόρων, καθώς και την καταστροφή του τιεριβάλλοντος.

Ο κλάδος των κλειστών καλλιεργειών, δηλαδή των θερμοκηπίων, δεν θα μπορούσε να εξαιρεθεί από τον χορό αυτής της ραγδαίας αύξησης της παραγωγής, πόσο μάλλον όταν μιλάμε για έναν κλειστό χώρο ελεγχόμενο ευκολότερα απ’ ότι ένας αγρός.

Η τεχνολογία φυσικά δεν θα μπορούσε να μην εισχωρήσει και σε αυτόν τον τομέα και μάλιστα με πάρα πολλούς τρόπους και ολοκληρωμένες λύσεις για κάθε τμήμα του θερμοκηπίου, όπως η κάλυψή του, ο αερισμός, η ψύξη, η θέρμανση, η φωτεινότητα (παράγοντες που επηρεάζουν άμεσα την ανάπτυξη ταιν (ρυτών).

Τα τελευταία όμως χρόνια, αναπτύσσεται και μια νέα τεχνολογία, η υδροπονία, σχετική με την θρέψη των φυτών, ικανή να μας παρέχα το τέλειο φυτό με αποτέλεσμα την αύξηση της παραγωγής και την άριστη ποιότητα του προϊόντος.

Πριν από λίγα χρόνια, η λίπανση και η θρέψη των καλλιεργειών, γινόταν σχεδόν εμπειρικά με αποτελέσματα όχι και τόσο σίγουρα και σαφή, με σχεδόν αλόγιστη χρήση λιπασμάτων και νερού.

Η υδροπονία εισχωρώντας δειλά - δειλά και στην χώρα μας τα τελευταία δέκα χρόνια σε συνδυασμό με την βιολογική καταπολέμηση των ασθενειών, καταφέρνει να δώσει λύσεις για άριστα προϊόντα απαλλαγμένα από φυτοφάρμακα με σχετικά χαμηλό κόστος προϊόντος.

(5)

Κ Ε Φ Α Λ Α ΙΟ 2 °

ΓΕΝΙΚΗ ΗΕΡΙΓΡΑΦΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΥΔΡΟΠΟΝΙΑΣ Ένα σύστημα υδροττονίας αποτελείται από:

1 .Το υπόστρωμα 2. Το αρδευτικό σύστημα 3. Δεξαμενές διαλυμάτων 4. Σύστημα τροφοδοσίας νερού

5. Τον υπολογιστή της άρδευσης (Κεφαλή υδροπονίας) 2.1 ΥΠΟΣΤΡΩΜΑ

Με την εφαρμογή της υδροπονίας έχουμε το πλεονέκτημα να χρησιμοποιήσουμε υποστρώματα καλλιέργειας διαφορετικά του κλασσικού (χώμα) όπως είναι ο πετροβάμβακας, ο περλίτης, η καρύδα (φυσικά όλα αυτά σε κατεργασμένη μορφή) ή ακόμη και να κάνουμε την καλλιέργεια μέσα σε νερό με διάλυμα λιπασμάτων (NFT).

Συνηθέστερη μορφή υτωστρώματος στην Ελλάδα είναι ο πετροβάμβακας και ο περλίτης.

Σπανιότερα θα συναντήσουμε και το NET. Προτιμώνται κυρίως τα πλήρως ανόργανα υποστρώματα για καλύτερο έλεγχο των συνθηκών ανάπτυξης αλλά και αποφυγή και ευκολότερη αντιμετώπιση των προβλημάτων και των ασθενειών.

2.2 ΑΡΔΕΥΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Αποτελείται από κοινούς σωλήνες ΡΕ και PVC, σταλλάκτες και τις ομάδες με τις ηλεκτροβαλβίδες από όπου γίνεται και η διανομή και ελέγχονται από το MCI 300.

2.3 ΔΕΞΑΜΕΝΕΣ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ

Μέσα στις δεξαμενές γίνεται η διάλυση των λιπασμάτων με νερό. Ο αριθμός τους είναι ανάλογος με τον αριθμό των καλλιεργειών. Πάντα υπάρχει και μια δεξαμενή με αραιωμένο οξύ για τον έλεγχο του Ph του νερού που φεύγει προς τα φυτά.

2.4 ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΝΕΡΟΥ

Συνήθως αποτελείται από μια έως δύο ηλεκτραντλίες, οι οποίες τροφοδοτούνται με νερό από μια δεξαμενή και το στέλνουν στην κειραλή της υδροπονίας μέσω συστήματος ελέγχου πιεσεως (πιεσοστάτη απλό ή με αναλογική έξοδο για τον έλεγχο INVERTER).

2.5 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ

Το σημαντικότερο τμήμα του συστήματος της υδροπονίας. Γύρω από αυτό αρκετές είναι οι εταιρίες που έχουν αναπτύξει και κατασκευάσει κεφαλές όπως η VOLMATIC (ΔΑΝΙΑ), SHANNY RAY ΚΑΙ EL-DAR (ΙΣΡΑΗΛ), SPAGNOL AUTOMAZIONI αΤΑΛΙΑ) με της οποίας την τεχνολογία θα ασχοληθούμε και εμείς (www.spagnolaut.com).

Πιο τακτικά συναντάμε κεφαλές υδροπονίας με περιορισμένες δυνατότητες και απλά προγράμματα χειρισμών (συνήθως κάποιο ωρολόγιο πρόγραμμα) όπου ο χρήστης περιορίζεται στην επιλογή και τον καθορισμό των ωρών του ποτίσματος και της θρεπτικής ΑΥΤΟΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΤΙΣΜΑΤΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ

(6)

συνταγής. Φυσικά αυτό συνεπάγεται και χαμηλό κόστος αγοράς και εγκατάστασης. Η εταιρία SPAGNOL AUTOMAZION1 πέραν των κλασσικών προγραμμάτων, έχει συμπεριλάβει στις δυνατότητες του μοντέλου της MCI 300 ελέγχους

από διάφορους παράγοντες που έχουν άμεση σχέση με την ανάπτυξη των φυτών,όπως η ηλιακή ακτινοβολία και το τιοσό του ατιορρέοντος νερού, ώστε να έχουμε το «κατάλληλο»

πότισμα και όταν χρειάζεται.

Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ 6

2.6 ΣΧΗΜΑΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΕΙΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Στις επόμενες σελίδες ακολουθούν 3 σχηματικές παραστάσεις συστημάτων

(7)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΓΙΑ NFT ΚΑΙ NGS

7 ^

i f i L·

* ' · · jf i I : I t* k £ t

t| lit"

f

(8)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΓΗΠΕΔΑ

(9)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΓΙΑ GRODAN

(10)

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΗΣ ΥΔΡΟΠΟΝΙΑΣ MCI 300 Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3°

(11)

Η κεφαλή υδροτιονίας MCI 300 αττοτελείται από τα εξής μέρη:

1. μονάδα εισαγωγής του νερού

2. μονάδα εισαγωγής ανακυκλούμενου θρεπτικού διαλύματος 3. μονάδα εισαγωγής διαλυμένων λιπασμάτων -οξέως 4. δεξαμενή ανάμειξης

5. ηλεκτρική αντλία

6. ηλεκτρικό μέρος (μονάδα τροφοδοσίας και κύκλωμα ισχύος)

7. ηλεκτρονικό μέρος (κάρτες εισόδιον - εξόδων - CPU - επεξεργαστές σημάτων μετατροπείς)

8. οθόνη οπτικοτιοίησης

9. αισθητήρες αναλογικούς - ψηφιακούς

Αποτελείται από μία διαφραγματική ηλεκτροβαλβίδα και τις απαραίτητες σωλήνες σύνδεσης.

Όταν δίνεται εντολή για πότισμα ανοίγει ηλεκτρικά (εντολή 24V) η ηλεκτροβαλβίδα και στην περίπτωση που έχουμε εξισορρόπηση πίεσης την οποία αντιλαμβάνεται υδραυλικά μέσω φλοτέρ, αυτή κλείνει και σταματάει την εισαγωγή νερού παρά την ύπαρξη της ηλεκτρικής εντολής. Με αυτόν τον τρόπο αποφεύγεται η υπερχείλιση της δεξαμενής ανάμειξης (4).

(12)

3.2 Μονάδα εισαγωγής ανακυκλσύμενου θρετττικού διαλύματος

Αποτελείται από μία τρίοδη βάνα, σερβοκινητήρα για τον έλεγχο αυτής καθώς και σωληνώσεις για την υδραυλική σύνδεση με την μονάδα εισαγωγής νερού (1).

Όταν πρόκειται να εισέλθει στην δεξαμενή ανάμειξης καθαρό νερό -ο ορισμός είναι υποκειμενικός γιατί το νερό μπορεί να προέρχεται ατιό γεώτρηση, από δεξαμενή, από λίμνη, ή ακόμα και από μονάδες αφαλάτωσης ή από φράγματα όπου συλλέγεται νερό της βροχής, με χαρακτηριστικότερα παραδείγματα στην Κύπρο και στο Ισραήλ, όπου εκεί (Ισραήλ) εκμεταλλεύονται και το νερό από τον βιολογικό καθαρισμό του Τελ Αβίβ - τότε δίνεται εντολή στον σερβοκινητήρα να ανοίξει μόνο την μία οδό της τρίοδης βάνας, ενώ αντίστοιχα όταν έχουμε μίξη νερού, δηλαδή καθαρού και ανακυκλούμενου, τότε ανοίγει και τις δύο εισόδους σε ποσοστά ανάλογα της προγραμματισμένης αγοηαμότητας.

3.3 Μονάδα εισαγωγής διαλυμένων λιπασμάτων - οξέως

Αποτελείται από ηλεκτροβαλβίδες (μία για κάθε είδος λιπάσματος), ψηφιακούς μετρητές για την μέτρηση της ποσότητας του εισερχομένου λιπάσματος, φίλτρα για την συγκράτηση τυχόν σωματιδίων, και το σύστημα της υδραυλικής αναρρόφησης ventouri τύπου spagnol automazioni.

(13)

Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ 3.4 Δεξαμενή ανάμειξης

Εδώ ετοιμάζεται το θρεττηκό διάλυμα το οτιοίο στην συνέχεια διοχετεύεται στα φυτά. Εδώ λοιπόν καταλήγει το νερό, το ανακυκλούμενο θρεπτικό διάλυμα και τα διαλυμένα λιπάσματα με το οξύ. Με την βοήθεια της ηλεκτρικής αντλίας γίνεται η μίξη μέσω κατάλληλων σωληνώσεων, η μέτρηση της αγιογιμότητας, του Ph και της θερμοκρασίας του νερού, η διόρθωση αυτών συνεχώς καθώς και η ταυτόχρονη διοχέτευση του διαλύματος στα φυτά μέσω της ηλεκτροβαλβίδας που έχει προγραμματιστεί.

3.5 Ηλεκτρική αντλία

Το μέρος της αντλίας είναι ανοξείδωτο για να μην δημιουργούνται προβλήματα φθοράς λόγω λιπασμάτων και οξέως ενώ ο ηλεκτρικός κινητήρας είναι της ιταλικής εταιρίας LOWARA. Η ισχύς και η απόδοσή της εταλέγονται ανάλογα τις ατιαιτήσεις του αρδευτικού συστήματος (διατομή σωληνώσεων, αποστάσεις, απόδοση σταλλάκτη, μανομετρικό ύψος).

3.6 Ηλεκτρικό μέρος

Οι μονάδες παροχής ηλεκτρικής ενέργειας στα επιμέρους τμήματα του MCI 300.

(14)

Περιλαμβάνει το terminal block (συνδέσεις ισχύος), το κύκλωμα ισχύος της ηλεκτρικής αντλίας, τον μετασχηματιστή για την τροφοδοσία του βοηθητικού κυκλώματος (220-24V) και τα τροφοδοτικά των καρτών και των αισθητηρίων.

3.7 Ηλεκτρονικό μέρος

(15)

(16)

1 · CPU 5. κάρτα εξόδων

2. κάρτα ψηφιακών εισόδων 6. κάρτα AD

3. κάρτες ψηφιακών εξόδοιν και δεξιά η (2) 7. κάρτες ετιεξεργασίας σημάτων EC, ΡΗ &

θερμοκρασίας

4. κάρτα AD & ετιεξεργαστές σημάτων EC & ΡΗ

3.8 Οθόνη οπτικοποίησης

(17)

Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ Κ Ε Φ Α Λ Α ΙΟ 4^^

ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 4.1 BLOCK ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ

!ΧΙ

> "

<

υ

Ο

S

(18)

4.2 ΔΕΞΑΜΕΝΕΣ ΛΙΠΑΣΜΑΤΩΝ

Σύμφωνα με τις οδηγίες εξειδικευμένων γεωπόνων μέσα σε δεξαμενές συνηθέστερα 1000 ΛΙΤΡΩΝ, ετοιμάζονται διαλύματα λιπασμάτων σύμφωνα με τις ιδιότητάς τους και τις απαιτήσεις των φυτών της κάθε καλλιέργειας. Χωρίζονται σε δύο τύπους ;

-Νιτρικά λιπάσματα -Φωσφορικά λιπάσματα

Μέσα σ’αυτά προστίθενται και ιχνοστοιχεία (π.χ. Mg, Ζη) τα οποία είναι απαραίτητα για την θρέψη των φυτών. Από τις δεξαμενές και διαμέσου της μονάδας εισαγωγής του MCI 300, τα διαλύματα αυτά των λιπασμάτων εισάγονται στη δεξαμενή ανάμειξης του MCI 300 όπου συντελούν στην άνοδο της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του νερού. (Τα ςιυσιολογικά ετιίπεδα ηλεκτρικής αγωγιμότητας του νερού στην ητιειρωτική Ελλάδα, κυμαίνονται στα 0,8-1,1 ms και σπανιότερα έως 0,4ms).

4.3 ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΟΞΕΩΣ

Περιέχει οξύ σε αραιωμένη μορφή. Στο 99% των περιπτώσεων, χρησιμοποιείται φωσφορικό οξύ για να συντελέσει και στην άνοδο του φωσφόρου στο προς άρδευση νερό. Η αναλογία αραίωσης δίνεται κατά προσέγγιση από τον γεωπόνο που παρακολουθεί την καλλιέργεια. Ο ρόλος του οξέως, είναι να μας κατεβάσει το ΡΗ του νερού σε εττίπεδα συνήθως 5,5 - 5,7 και αυτό γιατί σε αυτά τα επίπεδα ΡΗ το φυτό μπορεί να απορροφήσει τα πλέον κατάλληλα στοιχεία για την θρέψη του.

Αξίζει να αναφέρουμε ότι το επίπεδο του ΡΗ του νερού στην χώρα μας κυμαίνεται από 7,0 έως 7,8. Άρα συμπεραίνουμε ότι η χρήση οξέως είναι απαραίτητη. Το οξύ εισάγεται στο MCI 300 κατά τον ίδιο τρόπο και με την ίδια μέθοδο που εισάγονται και τα λιπάσματα, δηλαδή από την μονάδα εισαγωγής λιπασμάτων.

(19)

T.E.l ΚΑΒΑΛΑΣ

4.4 ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΚΑΘΑΡΟΥ ΝΕΡΟΥ

Μτιορεί να είναι υτιέργεια ή υτιόγεια. Συνιστάται η χρήση της υτιόγειας δεξαμενής, για να μην υπάρχουν αυξομειώσεις της θερμοκρασίας του νερού που μπορεί να σημαίνει ακόμη και

«σοκ» για τα φυτά.

(20)

Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ 4.5 ΑΝΤΛΙΑ

Συνήθως πρόκειται για αντλιοστάσιο με δύο ή και περισσότερες αντλίες οι οτιοίες ενεργοποιούνται αυτόματα βάσει πίεσης. Πτώση πίεσης, δηλαδή ζήτηση νερού σημαίνει αυτόματα έναρξη της πρώτης αντλίας. Εάν υπάρχει πρόβλημα ή μεγάλη ζήτηση, που σημαίνει μεγάλη πτώση της πίεσης (συνήθως η διαφορά αυτή ρυθμίζεται στα 2 BAR), τότε ξεκινάει και η δεύτερη αντλία (εφεδρική). Τροφοδοτεί το MCI 300 μιε καθαρό νερό μέσω της μονάδας εισαγωγής νερού ( η λειτουργία της εξηγείται σε επόμενο κεφάλαιο).

4.6 ΔΕΞΑΜΕΝΉ ΑΠΟΡΡΟΩΝ

Σε αυτή τη δεξαμενή συγκεντρώνεται το πλεονάζων αρδεύσιμο νερό, αφού πρώτα έχει εισαχθεί στο υτιόστρωμα καλλιέργειας (πρέπει πάντα η πληρότητά του να υπερβαίνει το 80%).

Συνήθως σε ένα σωστά αρδευόμενο σύστημα, το ποσοστό του νερού τιου αττορρέει σε σχέση με το αρδευόμενο είναι της τάξης του 15-25%.

Από την δεξαμενή απορροών και πάλι μέσω ενός αντλιοστασίου, μικρότερου αυτή τη ιρορά, το πλεονάζων αρδεύσιμο νερό (απορροές), οδηγείται στο MCI 30Θ μέσω της μονάδας εισαγαιγής ανακυκλώσιμου νερού που δεν είναι τίποτε άλλο παρά μια βαλβίδα νερού οδηγούμενη από ένα σερβομοτέρ το οποίο ελέγχοντας το άνοιγμα της βαλβίδας, ελέγχει έμμεσα το ποσοστό ανακυκλώσιμου νερού.

4.7 ΟΜΑΔΑ ΗΛΕΚΤΡΟΒΑΝΩΝ

Ελέγχεται από το MCI 300 βάσει εντολών του χρήστη και ο αριθμός τους εξαρτάται από την έκταση της καλλιέργειας, το είδος του υποστρώματος που χρησιμοποιείται για την καλλιέργεια, καθώς και από τις απαιτήσεις του εγκατεστημένου αρδευτικού συστήματος το οποίο ποικίλλει πολλές φορές και βάσει του κόστους. Συνήθως με μια ηλεκτροβάνα καλύπτουμε έκταση 1500 έως 2500 m2 με αριθμό φυτών 1700 ανά στρέμμα για την καλλιέργεια αγγουριού, 2500 φυτών ανά στρέμμα για την καλλιέργεια της τομάτας κτλ, με μέσο όρο ζήτησης νερού για την κάλυψη των αναγκών του 21t/h ανά φυτό.

Αξίζει να σημειώσουμε ότι η επιλογή ενός καλού αρδευτικού συστήματος είναι το «δεξί χέρυ>

του MCI 300.

(21)

ΟΜΑΔΑ ΗΛΕΚΤΡΟΒΑΝΩΝ

(22)

ΤΟΜΕΑΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ

(23)

4.8 ΤΟΜΕΑΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ

Είναι η έκταση που καλύπτει η ίδια καλλιέργεια (π.χ. τομάτα).

Συνηθίζεται ο τομέας άρδευσης να αποτελείται από την τιεριοχή κάλυψης μιας μόνο ηλεκτροβάνας (1500-2500m2) για να μην υπάρχει σύγχιση στον παραγωγό και χρήστη του MCI 300. Όταν όμως ένα MCI 300 πρόκειται να καλύψει έκταση της τάξης των 20.000 m2 και άνω τότε οος τομέας άρδευσης ορίζεται η περιοχή που καλύπτεται από την ίδια καλλιέργεια και με αριθμό έως 6.

Ο τομέας άρδευσης λοιπόν είναι ο αποδέκτης και ο επαληθευτής ενός σωστά δομημένου συστήματος και εκεί φαίνονται τα αποτελέσματα της λειτουργίας του. Φυσικά υπάρχουν διάιροροι τιαράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν την σωστή ανάπτυξη των φυτών (υγρασία, θερμοκρασία, ακτινοβολία), οι οποίοι όμως είναι πάρα πολύ εύκολο να ελεγχθούν με μικρότερα συστήματα αυτομάτου ελέγχου.

(24)

Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5*^.()

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ MCI 300 5.1 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΧΡΗΣΤΗ (ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ)

Ο χρήστης έχει την δυνατότητα να ελέγξει και να μπορεί να επέμβει στις εξής παραμέτρους του MCI 300:

1. Στην θρεττπκή λύση (Nourishing solution)

2. Στην συνταγή λιπασμάτων (Fertilizer recipe)3. Στον χειρισμό της συνταγής των λιπασμάτων (Command recipe)

3. Στον χειρισμό της συνταγής των λιπασμάτων (Command Recipe) 4. Στην οδήγηση εντολών από εξωτερικά σήματα (On - Off External Inputs) 5. Στον ορισμό του τομέας άρδευσης (Sector regulation)

5.2 Θρεπτική λύση (Nourishing solution) Ποσότητα (Quantity)

Σε αυτή την παράμετρο, ο χρήστης έχει την δυνατότητα V(

ή χρόνου, όπως επίσης και όνομα του τομέα άρδευσης.

Ε)νοαα τοαέα (Sector name)

Ο χρήστης μπορεί να ορίσει το όνομα του συγκεκριμένου τομέα άρδευσης.

Χρόνοο άοδευσηε σε λεπτά (Irrigation minutes)

Ο χρήστης μπορεί να ορίσει τον χρόνο άρδευσης σε λεπτά με υποδιαιρέσεις ενός δεκάτου του λεπτού. Έτσι γνωρίζοντας την ζήτηση από το αρδευτικό σύστημα που είναι εγκατεστημένο, μπορεί να υπολογίσει με μεγάλη ακρίβεια τον όγκο του αρδεύσιμου νερού που θα καταλήξει στην καλλιέργεια.

Ποσότητα αρδεύσιμου νερού (Irrigation Hectolitres)

Μας δίνεται η δυνατότητα να ορίσουμε το πότισμα όχι μόνο σε χρόνο που μπορεί να μας δώσει μια μικρή απόκλιση στην ποσότητα αλλά και σε όγκο αρδεύσιμου νερού εκφρασμένο σε εκατόλιτρα.

α ορίσει ποσότητα αρδεύσιμου νερού

XD0VOC πληααυοίσαατοε (Flood time)

Ο χρόνος αυτός είναι επίσης εκφρασμένος σε λεπτά. Αναφέρεται σε άρδευση αυτοποτιζόμενων πάγκων με γλάστρες. Μας ενδιαφέρει μόλις πλημμυρίσει ο πάγκος να διακοπεί η άρδευση. Η αποστράγγιση επιτυγχάνεται με μια μηχανική βαλβίδα που ανοίγει μόλις σταματήσει η παροχή νερού.

Σημείωση ; Προγραμματίζουμε μόνο χρόνο ή μόνο ποσότητα αρδεύσιμου νερού. Εάν προγραμματιστούν και τα δύο, τότε μόλις συμπληρωθεί ο χρονος ή η ισ ό τη τα , το MCI 300 διακόπτει την άρδευση. Για να μην είναι ενεργή κάποια παράμετρος, ορίζουμε την επιλογή της 0.

(25)

5.3 Συνταγή Μπασμάτοιν (Fertilizer recipe)

Όνοαα <yuvTavTic (Recinc· namci

To όνομα της συνταγής λίπανσης μπορεί να περιέχει μέχρι 15 χαρακτήρες.

Ηλεκτρική ανατγιαόττιτα κατά το πότισαα (Irrigation Ρ.ΓΙ

Είναι το επίπεδο της αγωγιμότητας της συνταγής εκφρασμένο σε mS (millisiemens). Έχει την ικανότητα να μεταβάλλεται και μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας όπως θα δούμε πιο κάτω.

—Το ετιίπεδο ΡΗ του νερού για την συνταγή.

Λιπάσαατα

Έχουμε την δυνατότητα να ορίσουμε την αναλογία των λιπασμάτων για την διαμόρφακτη της συνταγής. Αυτό μπορεί να εκφράζεται σε ml/lit συνταγής ή με ποσοστό σε σχέση με το άλλο λίπασμα.

£gnPCaou0c ηλεκιοικήί αγωγιαότητας

Όριο εκκίνησης για επηρεασμό της ηλεκτρικής αγωγιμότητας από την ακτινοβολία, θέτουμε όριο ακτινοβολίας εκφρασμένο σε W/m^. Από αυτό το όριο και κάτω, η ηλεκτρική αγωγιμότητα παραμένει αμετάβλητη σύμφωνα με ότι ορίσαμε. Πάνω από το όριο, μεταβάλλεται κατά τους ρυθμούς που ορίζουμε.

ΠτώστΊ ηλεκτοικήο ανωνιαόττιταε ανά 100 W/m2

Από το όριο που δώσαμε στην προηγούμενη παράμετρο και για άνοδο κάθε 100 W/m^ ηλιακής ακτινοβολίας, ορίζουμε το ποσοστό πτώσης της ηλεκτρικής αγωγιμότητας.

Μέγιστυ πτώση ηλεκτοικήε αΎωΎl^ότnταc

Ορίζουμε την μεγίστη πτώση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας ανεξάρτητα από το πόσο έχει ανέβει η ηλιακή ακτινοβολία. Εκφράζεται σε ποσοστό %.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΝ4Α

Θέτουμε όριο εκκίνησης επηρεασμού ηλεκτρικής αγωγιμότητας τα 500 W/m . Επίπεδο ηλεκτρικής αγωγιμότητας 2,5 mS.

Απορρόφηση λυτασμάτων : 50% από το A και 50% από το Β.

Πτώση ηλεκτρικής αγωγιμότητας 5% ανά 100 W/m . Μεγίστη πτώση 20%.

Όσο η ηλιακή ακτινοβολία είναι κάτω από 500W/m^, η άρδευση θα γίνεται με ηλεκτρική αγωγιμότητα 2,5 mS.

Εάν η ηλιακή ακτινοβολία ξεπεράσει τα 600 W/m^ τότε θα έχουμε μείωση της ηλεκτρικής αγιογιμότητας κατά 5%. Αυτό σημαίνει ότι η άρδευση θα γίνει με ηλεκτρική αγωγιμότητα 2,5 - 5% = 2,38 mS. Αυτό θα συμβαίνει έως ότου η ηλεκτρική αγωγιμότητα να πέσει στο 2,5 - 20% = 2,00 mS ανεξάρτητα από την άνοδο της ηλιακής ακηνοβολίας.

ΑΥΤΌΜΑΤΌΠΟΙΗΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΌΤΙΣΜΑΤΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ

(26)

Σημείωση ; Η μείωση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, γίνεται με μείωση των λιπασμάτων A &

Β αναλογικα και σε ίδιες ποσότητες.

5.4 Χειρισμός της συνταγής λιπασμάτων (Command recipe)

α. Ωρολόγιο πρόγραμμα (Clock) β. Ακτινοβολία (Radiation) γ. Κυκλικό (Cyclic) δ. Εξωτερικό σήμα (External input) ε. Ποσό απορροών (Drain amount) α. Ωρολόγιο ποόΎοαυυα (Clock)

Από μια λίστα ωρών ετπλεγουμε ποια ώρα θα ποτίσει η συγκεκριμένη συνταγή. Η λίστα περιλομβάνει όλο το εικοσιτετράωρο ανά 30 λεπτά, δηλαδή μας δίνει 48 επιλογές. Επίσης μας δίνει την δυνατότητα να επιλέξουμε ημέρες της εβδομάδας που δεν επιθυμούμε ά^ευση.

β. Ακτινοβολία tRadiation)

Εάν θέσουμε αυτό το πρόγραμμα, τότε ορίζουμε ποσό συσσωρευμένης ενέργειας σε Joule.

Όταν λοιπόν συμπληρωθεί αυτό το ποσό της ενέργειας, τότε έχουμε άρδευση στον συγκεκριμένο τομέα.

Η μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας (W/m^) σε Joule γίνεται βάσει του ακόλουθου πίνακα : Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ

26

Ρμμ· m inulM

10(

Μ»Μ 20(

WMn>

300 WAn·

400 MRn*

601 W M

•00 WAn*

700 VWb·

MX Wtaf

800 MtaH

1000

«0Μ*

1 e 12 10 30 30 42 41 54 00

2 12 24 30 00 r 84 00 108 120

30 11 30 54 721 OO 100 128 144 102 180

40 24 40 72 ta ¹²⁰ ^14- ¹⁰⁸ ¹⁰² ²¹⁸ ²⁴⁰

SO 30 00 90 120l 150 180 210 240 270 300

βο 38 72 106 144l 180 210 252 288 324 300

70 42 04 120 lo a 210 ²⁵² ²⁰⁴ ³³⁰ ³⁷⁰ ⁴²⁰

80 48 00 144 I02^I ²⁴⁰ ²⁸⁸ ³³⁸ ³⁸⁴ ⁴³² ⁴⁸⁰

00 54 100 182 21M 270 324 37i 488 540

100 80 120 100 240l 30C 300 420 480 540 000

110 88 132 100 2841 330 300 402 528 504 080

120 72 144 210 288l 380 432 504 57 048 720

130 78 150 234 312 300 408 540 024 702 700

140 84 100 3301 420 504 588 07 751 840

ISO 00 180 2701 3001 450 540 030 72 810 000

180 06 102 288i 3841 480 578 872 70 864 080

170 102 204 30d 40d 510 812 714 61 018 1020

1801 108 210 3241 4321 540 048 750 884 072 1080

ΙΟΟί 114 228 342 4 « 570 084 708 01^: ¹⁰²⁸ 1140

2001 120 240 3001 480l 000 720 840 080 1080 1200

(27)

Ύ. Κυκλικό (Cyclic)

Είναι ένα τιεριοδικό πρόγραμμα άρδευσης.

-Ώρα εκπάνησης (Command starting hours)

Ορίζουμε από τι ώρα θέλουμε να εφαρμοστεί αυτό το πρόγραμμα άρδευσης.

- Ώρα παύσης (Command ending hours) Ορίζουμε τι ώρα θα σταματήσει η εφαρμογή του.

- Διάρκεια παύσης μεταξύ ποτισμάτων (Pause intervals) Ορίζουμε την παύση μεταξύ των ποτισμάτων. Εκφράζεται σε λεπτά.

δ. Εξωτερικό σήαα (External input)

Εδώ μας δίνεται η δυνατότητα να δώσουμε εντολή ποτίσματος εκτός προγράμματος του MCI 300. Αυτό το εξωτερικό σήμα μπορεί να προέρχεται από οποιοδήποτε αισθητήριο το οποίο μας δίνει επαφή 0-1. Συνήθως το εξωτερικό σήμα που εκμεταλλευόμαστε είναι από αισθητήριο υγρασίας και θερμοκρασίας.

Αισθητήριο υγρασίας : Ελέγχει την χωρητικότητα του υποστρώματος εάν εντοπίσει υγρασία κάτω του 80% (ορίζεται πολύ εύκολα). Τότε ενεργοποιεί μια ουδέτερη επαφή.

Αισθητήριο θερμοκρασίας : Ο έλεγχος της θερμοκρασίας γίνεται στον χώρο και όχι στο υπόστρωμα. Οι διαδικασίες εντολών είναι ίδιες.

ε. Ποσό απορροών (Drain amount)

To πρόγραμμα αυτό εφαρμόζεται σε συνδυασμό με το πρόγραμμα ακτινοβολίας ή το κυκλικό πρόγραμμα. Μπορούμε να το κατανοήσουμε πολύ πιο εύκολα στην εφαρμογή του.

Αυτό που ορίζουμε στην πρώτη φάση αυτού του προγράμματος είναι οι ελάχιστες (minimum), άριστες (optimal) και μέγιστες (maximum) απορροές (εκφράζονται σε ποσοστό %).

Στις συνήθεις καλλιέργειες οπωροκητιευτικών αυτά είναι:

Minimum : 15%

Optimal ; 25%

Maximum : 35%

a. Παράμετροι σε συνδυασμό με το κυκλικό πρόγραμμα.

Είδαμε ότι στο κυκλικό, ορίσαμε τον χρόνο παύσης μεταξύ των τιοτισμάτων. Με συνδυασμό των δύο προγραμμάτων, αυτός ο χρόνος μπορεί να διαφοροποιηθεί σύμφωνα με τις παραμέτρους που ακολουθούν;

Μείωση του χρόνου παύσης με ελάχιστες απορροές (Pause decreasing) - εκφράζεται σε ποσοστό %.

Ο αισθητήρας απορροών μετράει το αρδεύσιμο νερό που απορρέετ Από τα όρια που έχουμε θέσει, καθορίζει το ποσό που απορρέει εκφρασμένο σε ποσοστό %. Εάν το MCI 300 δει ότι το ποσοστό είναι κάτω του άριστου που έχουμε θέσει τότε μειώνει ανάλογα τον χρόνο παύσης μεταξύ των ποτισμάτων και η μέγιστη μείωση είναι το ποσοστό που ορίζουμε σε αυτή την παράμετρο.

Αύξηση του χρόνου παύσης με μέγιστες απορροές (Pause increasing) - εκφράζεται σε ποσοστό %.

Λειτουργεί με την αντίστροφη λογική της προηγούμενης παραμέτρου. Εάν το ποσό των απορροών που μετράει ο αισθητήρας είναι μεγαλύτερο του ορίου που έχουμι ΑΥΤΟΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΤΙΣΜΑΤΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ

(28)

θέσει, τότε ο χρόνος παύσης αυξάνει αναλογικά του ποσοστού των απορροών και η μεγίστη αύξηση που μπορεί να επέλθει είναι το ποσοστό που θέτουμε σε αυτή την παράμετρο.___________________________________________________________

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

Κυκλικό πρόγραμμα: Χρόνος παύσης 60 λετιτά

Ελάχιστες απορροές 15%

Αριστες απορροές 25%

Μέγιστες απορροές 35%

Μείωση χρόνου 10%

Αύξηση χρόνου 10%

Εάν ο αισθητήρας των απορροών διαβάσει απορροές 20% που σημαίνει 5% κάτω του άριστου, τότε θα μειώσει τον χρόνο παύσης κατά 5%, δηλαδή 60 - 5% = 57 λεπτά.

Εάν διαβάσει 5% απορροές, δηλαδή διαφορά 25 - 5 = 20%, τότε η μείωση του χρόνου θα είναι το όριο που θέσαμε, δηλαδή 10%. 60 - 10% = 54 λετιτά.

Ανάλογη συμπεριφορά έχουμε και για την αύξηση του χρόνου με μέγιστες ατιορροές.

b. Παράμετροι σε συνδυασμό με το πρόγραμμα ακτινοβολίας.

Εδώ μπορούμε να δούμε όλες τις επιλογές αυτού του προγράμματος.

Θέτουμε ένα όριο συσσωρευμένης ενέργειας από ηλιακή ακτινοβολία (σε joule). Ορίζουμε την ώρα εκκίνησης του προγράμματος ακτινοβολίας.

Ορίζουμε την ώρα παύσης του προγράμματος ακτινοβολίας.

Ως ασφαλιστική δικλίδα σε αυτό το πρόγραμμα, θέτουμε ελάχιστη & μέγνστη παύση μεταξύ των αρδεύσεων. Αυτό γίνεται για την τιερίπτωση που υπάρχει πολύ χαμηλή ακτινοβολία, αλλά τα φυτά μας χρειάζονται πότισμα (κυρίως στην πλήρη καρποφορία).

Ορίζουμε ετιίσης ελάχιστη ακτινοβολία έναρξης του προγράμματος, ώστε πάνω από αυτήν να τεθεί σε ενέργεια το πρόγραμμα.

Επόμενο βήμα όπως και στο κυκλικό πρόγραμμα είναι να θέσουμε το ποσοστό μείωσης της συσσωρευμένης ενέργειας στην περίπτωση που έχουμε ελάχιστες απορροές.

Ομοίως θέτουμε ποσοστό αύξησης της συσσωρευμένης ενέργειας για την περίπτατση που έχουμε μέγιστες απορροές.

Αυτό σημαίνει ότι ανάλογα θα μειωθεί ή θα αυξηθεί ο χρόνος παύσης, πάντα σε συνδυασμό με την ηλιακή ακτινοβολία. Φυσικά τα ποσοστά μείωσης ή αύξησης του χρόνου παύσης είναι ανάλογα του ποσοστού τιον απορροών σε σχέση με τις άριστες απορροές.

5.5 Οδήγηση εντολών από εξωτερικά σήματα Βλέπε 3δ.

5.6 Ορισμός τομέα άρδευσης

Ορίζουμε τιοιες ηλεκτροβάνες ανήκουν στην ομάδα η οποία θα αρδευτεί με την ίδια συνταγή λίπανσης. Αυτό γίνεται σε ίδω φυτά με ίδια ημερομηνία φύτευσης.

Ο τομέας δεν μπορεί να υπερβεί τις έξι (6) ηλεκτροβάνες.

Επίσης είναι αναγκαίο να ορίσουμε εάν θα ποτίσουν ταυτόχρονα ή η μία μετά την άλλη (parallel-sequential).

(29)

Κ Ε Φ Α Λ Α ΙΟ 6 "

ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΑ

6.1 ΟΜΑΔΑ ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΩΝ ΠΟΥ ΣΥΝΕΡΓΑΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΟ MCI 300 Τα αισθητήρια που μπορούν να συνεργαστούν με το MCI 300 θα μπορούσαμε να τα κατατάξουμε σε δύο κατηγορίες. Αυτά που τιαίρνουν την ένδειξη και μεταφέρουν αναλογικό σήμα στο MCI 300 και τα αισθητήρια που μεταφέρουν ψηφιακό σήμα.

Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν : Αισθητήριο αγωγιμότητας Αισθητήριο ph

Αισθητήριο ηλιακής ακτινοβολίας

Στην δεύτερη κατηγορία κατατάσσουμε τους εξής αισθητήρες:

Αισθητήριο απορροών

Αισθητήρια μέτρησης θερμοκρασίας - υγρασίας (αν και η έξοδός τους μας δίνει αναλογικό σήμα, μέσα από την A-D κάρτα εκμεταλλευόμαστε ψηφιακό σήμα 0-1.

Μετρητής νερού Μετρητές λιπασμάτων.

(30)

Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ 6.2 ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ

ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΟ ΡΗ ΣΕ ΔΙΑΛΥΜΑ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ

(31)

ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΟ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑΣ ΔΙΑΚΡΙΝΟΝΤΑΙ ΟΙ ΑΚΙΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ

(32)

? ia » » W

" —■* - ^-UupiBilas ■. -I.·

i

ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΟ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΟ ΑΠΟΡΡΟΩΝ

(33)

ΑΙΣΘ. ΑΠΟΡΡΟΩΝ

ΑΙΣΘ. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΧΩΡΟΥ ΑΙΣΘ. ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΧΩΡΟΥ

(34)

7.1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 7.1.1 CONTROL BLOCK DIAGRAM T.E.l ΚΑΒΑΛΑΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7"

(35)

7.1.2 ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ ΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ

Το κύκλωμα τροφοδοτείται από ένα τιολύ απλό και αξιότηστο τροφοδοτικό, αποτελούμενο από δυο μετασχηματιστές με μεσαία λήψη στο δευτερεύων Πηνειό τους, δυο γέφυρες ανόρθωσης και τις μονάδες σταθεροποίησης και φιλτραρίσματος της συνεχούς τάσης.

Η τάση δικτύου παροχής ηλεκτρικού ρεύματος εφαρμόζεται στα πηνία υψηλής των δυο μετασχηματιστών TR1 καιΤΚ2, αφού πρώτα ασφαλίζετε με μια ασφάλειαΡΙ 5Α.

Ο μετασχηματιστής TR1, του οτιοίου η τιμή είναι 220/2X18 τροιροδοτεί τη διπλή γέφυρα ανόρθωσης τιου δημιουργείτε από τις διόδους D1-D4.

Στη συνέχεια οι ανορθωμένες τάσεις οδηγούνται στις εισόδους Vin των regulators 78L15 και 79L15 τα οποία παρέχουν στις εξόδους τους Vout τα +15V και -15V αντίστοιχα.

Το ίδιο συμβαίνα και με το μετασχηματιστή TR2 ο οτιοίος παρέχει τάση εξόδου 2X15 V και μετά από τη γέφυρα ανόρθωσης, που δημιουργείτε από τις διόδους D5-D8, τροφοδοτεί δυο ζεύγη regulators.

Τα 78L12 και 79L12 σταθεροποιούν στα +12V και 12V

αντίστοιχα, και τα 78L05 και 79L05 τα οποία σταθεροποιούν +5V και -5V αντίστοιχα.

Οι πυκνωτές 01-01θ οι οποίοι παρεμβάλλονται συνδεδεμένοι παράλληλα στις εισόδους και τις εξόδους των regulators, λειτουργούν σαν φίλτρα.

Από τις κλεμες OM2,CN3,CN4 οι τάσεις τροφοδοτούν όλες τις κάρτες του κυκλώματος.

(36)

TITLE: POUERSUP

Document Number: REU:

(37)

7.2 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 7.2.1 Περιγραφή Της CPU

Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας , που είναι και το βασικό κομμάτι του κυκλώματος, είναι δομημένη πάνω σε ένα μικροεπεξεργαστή

DS 80c520 της DALLAS SEMICONDUCTOR ,υποστηριζόμενο από μια 62256Β static RAM ,μια 27c512 A EPROM και μια AT28c64 EEPROM.

Ο μικροετιεξεργαστής 8052 διαθέτει τέσσερις πόρτες επικοινωνίας οι οποίες ανταποκρίνονται στους ακροδέκτες που φαίνονται παρακάτω ,και λειτουργούν όπως σημειώνεται δίπλα από τους αριθμούς των ακροδεκτών .

(38)

(39)

(40)

Η δΐ£υθυνσιοδοτηση καν η μεταφορά δεδομένων από και προς τον μικροεπεξεργαστή και τις μνήμες γίνεται με τη βοήθεια των

74373 octal d-type latch 72374 octal d-type fli-flop 74244 octal 3 state buffer 4040 counter / divider 74138 decoder / demultiplexer

όπως φαίνεται και στο σχέδιο του κυκλώματος κάθε ένα από αυτά τα ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι συνδεδεμένο με το address bus η το data bus και μεταφέρει δεδομένα η διευθύνσεις από και προς τις μνήμες και τον μικροεπεξεργαστή όταν δεχτούν παλμό στην είσοδο enable που διαθέτουν.

7.2.2 ΑΝΑΛΟΓΙΚΕΣ ΕΙΣΟΔΟΙ

Οι οκτώ αναλογικές είσοδοι που διαθέτει το κύκλωμα εφαρμόζονται στα τερματικά J2- 1/J2-8 και από εκεί ,μεσώ των ομάδων αντιστάσεων RN2-RN3 για τον περιορισμό του ρεύματος,στιςεισόδουςτουολοκληρωμένουκυκλώματοςυ3πουείναιένας4051 ANALOG MULTIPLEXER/DEMULTIPLEXER.

Το ολοκληρωμένο 4051 εχει σαν έξοδο στο PIN 3(Χ) κάθε φορά το αντίστοιχο κανάλι από Χ0-Χ7 ανάλογα με τη διεύθυνση που διαβάζει στις εισόδους AB,C PIN 9,10,11 και εφόσον είσοδο ΙΝΗ PIN 6 είναι σε λογικό μηδέν.

Τη διευθυνσιοδοτηση του 4051 εχει αναλάβει ο μικροεπεξεργαστής μεσω των ενισχυτών ρεύματος του ολοκληρωμένου 7407 (U13) όπως βλέπουμε στη σελίδα του σχεδίου με τίτλο ADCla.

(41)

(42)

I

a

(43)

i ¥ '

iTP'-

_uic

:tS ·'

t i t le:: f=)DC2a Document Number;

(44)

(45)

(46)

(47)

7.2.3 ANALOG TO DIGITAL CONVERTER

Στη συνέχεια το σήμα ατώ την έξοδο του 4051 ακροδέκτη 3 μέσω ενός τελεστικού ενισχυτή U2a του ολοκληρωμένου Τί074Ν,όπως βλέπουμε στη σελίδα του σχεδίου με τίτλο ADC2a , εφαρμόζεται στις εισόδους +Vin ,ΡΙΝ18-19 του ολοκληρωμένου U6 ,το οτιοίο είναι ένας AD670RSI 8ΒΙΤ ADC.

Στους ακροδέκτες 16-17, που είναι -Vin , γίνετε με τη βοήθεια του TRIMMER ΡΤ1 η ρύθμιση του offset, όπως φαίνεται και στη σελίδα του σχεδίου με τίτλο ADC4a.

Το TRIMMER αυτό τροφοδοτείται στα άκρα του , μεσω δυο αντιστάσεων , με σταθερή τάση 2,5 V που παράγετε από το U7(AD1403AN).

Οι ψηφιακές έξοδοι του U7(AD1403AN) που είναι τα PIN 1-8 συνδέονται με το data bus του κυκλώματος μεσω ενός 74244 LATCH (U8) ο οποίος δέχεται ENABLE από το ολοκληρωμένο U11(74138ΟΕ0ΟΟΕΡ/ΟΕΜυΕΤΙΡΕΕΧΕΒ)για να φορτωθούν στο data bus οι τιμές των 8Β1Τ εξόδου του U6(ADC).

Με τον ίδιο τρόπο και εναλλάξ με τον U6(ADC) λειτουργεί και ο άλλος ADC του κυκλώματος ο U4 ο οποίος έχει τοποθετηθεί για να κάνει ανάγνωση της αναλογικής τιμής της τμηματικής εξόδου που δημιουργείτε από τα optocoupler OP 1-8, διαβάζοντας το άθροισμά του ρεύματος από τα transistor τιου άγουν.

Τα οκτώ optocx)upler της εξόδου αυτής ,όπως φαίνεται και στη σελίδα του σχεδίου με τίτλο ADC3a , οδηγούνται από το ολοκληρωμένο U5 74138 lto8 decoder/demultiplexer ο οποίος διευθηνσιοδοτηται παράλληλα με το U3 4051 ANALOG MULΉPLEXER από το address b u s .

7.2.4 ΚΑΡΤΑ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΙΣΟΔΩΝ

Στο σχέδιο του κυκλώματος της κάρτας αυτής διακρίνετε η τερματική κλεμα σύνδεσης των εισόδων .

Ο παρακάτω πίνακας δίνει την αντιστοιχία των άκρων της κλεμας με τις οκτώ ψηφιακές εισόδους του κυκλώματος.

IN PIN

Dll X l-l/X l-2 DI2 X2-1/X2-2 DI3 X3-1/X3-2 DI4 X4-I/X4-2 DI5 X5-1/X5-2 DI6 X6-1/X6-2 D17 X7-1/X7-2 DI8 X8-1/X8-2

(48)

(49)

(50)

Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ 39 Μετά τις κλεμες υπάρχουν οι αvnστάσε^ προσαρμογής, καθώς και μια δίοδο και ένας ττυκνωτής ,σε κάθε είσοδο ,τα οποία λειτουργούν ως φίλτρα.

Τα σήματα από τις εισόδους οδηγούνται σε ένα ολοκληρωμένο τυπου 74244 το οποίο είναι ένα octal 3-state bufTer ,του οποίου οι οκτώ έξοδοι συνδέονται με το data bus .

Η διευθυνσιοδοτηση των εισόδων γίνετε από τον 74138 3 to 8 decoder /demultiplexer ο οποίος εχει συνδεδεμένες τις τρεις εισόδους του στο addres bus και τις οκτώ εξόδους του σε ένα οκταπλό μικροδιακόπτη όπου είναι ορισμένη η διεύθυνση της συγκεκριμένης κάρτας εισόδου.

Τα οκτώ άκρα του μικροδιακόπτη JP1-8 από την άλλη μεριά είναι βραχυκυκλωμένα και συνδέονται με τους ακροδέκτες 1 και 19 όπου είναι οι δυο gate του 74244.

Τα φύλλα τεχνικών χαρακτηριστικών των ολοκληρωμένων δίδονται στο παράρτημα της εργασίας.

7.2.5 ΚΑΡΤΑ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΞΟΔΩΝ

Η κάρτα αυτή , όπως βλέπουμε και στο σχέδιο του κυκλώματος της,διαθέτει επτά ψηφιακές εξόδους ,οι οποίες οδηγούνται από ένα triac τύπου 2Ν6073 η καθεμία ,και μια έξοδο η οποία οδηγείτε από ένα μικρορελε .

Οι επτά έξοδοι χρησιμοποιούν για την οδήγηση των triac από ένα optocoupler τύπου MOC 3021 το οποίο προσφέρει γαλβανική απομόνωση από το υπόλοιπο κύκλωμα.

Η όγδοη έξοδο ενεργοποιεί ένα μικρορελε μεσω ενός optocoupler τυπου 4Ν33.

Σε όλες τις εξοδους υπαρχουν ενδεικτικά LED τα οποία βοηθούν στην παρακολούθηση των εξόδων από το χρηστή.

Οι είσοδοι των οκτώ optocoupler συνδέονται με τις οκτώ εξοδους ενός 74373 octal d-type latch του οποίου οι οκτώ είσοδοι συνδέονται απευθείας στο data bus ,όπως βλέπουμε και στη σελίδα του σχεδίου με τίτλο OUT la, μεσω μιας καλωδιοταινιας και ενός φις των 40 PIN.

Η διευθυνσιοδοτηση και η ενεργοποίηση των εξόδων από την CPU γίνετε και εδώ από έναν 74138 3to8 decoder / demultiplexer,o οποίος συνδέετε στην είσοδο με το address bus και στις οκτώ εξόδους του με το οκταπλό jumper όπου είναι ορισμένη η διεύθυνση της κάρτας εξόδου.

(51)

1 „ Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ

ΚΑΡΤΑ «ΡΗΦΙΑΚΩΝ ΕΞΟΔΩΝ

(52)

(53)

(54)

7.2.6 ΚΑΡΤΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗΣ

Η μονάδα απεικόνισης (display) διαθέτει τέσσερις φωτεινές μπάρες των δέκα LED.pux οθόνη δυο δεκαδικών ψηφαον ,και μια οθόνη α/ρών κρυστά«ΐων δυο σειρών των δεκαέέ

γίϊπακττΊΠίιΐν. ^

7.2.6.1 ΦΩΤΕΙΝΕΣ ΜΠ ΑΡΕΣ

Η ένδειξη στις φωτεινές μπάρες των δέκα LED δημιουργείτε από μια ομάδα τεσσάρων 74373 octal d-type latch,oi οποίοι έχουν τις εισόδους τους συνδεδεμένες στο data bus και κάθε μια από τις εξόδους τους οδηγεί ένα και μόνο LED.

Η ενα ^αγή των ημών στο data bus και η ταυτόχρονη εναλλαγή των ημών στο address bus, όπου είναι συνδεδεμένες οι είσοδοι ενός 74138 3to8 decoder/demultiplexer ,σε συνδυασμό, επιτρέπουν σε αυτόν να ενεργοποιεί κάθε φορά από τις εξόδους του το αντίστοιχο 74373 octal d-type και έτσι να γίνετε η μεταφορά και η απεικόνιση της τρέχουσας ημής από το data bus, στην αντίστοιχη μπάρα.

(55)

1.2.62 Ο Θ Ο Μ Ι ΔΥΟ ΔΕΚΑΔΙΚΩΝ ΨΗΦΙΩΝ

Τα δυο δεκαδικά ψηφία των επτά LED κοινής καθόδου οδηγούνται από έναν 4511 BCD to7 segment latch decoder driver το κάθε ένα.

Οι δυο 4511 driver έχουν τις εισόδους τους συνδεδεμένες στο data bus, από όπου διαβάζουν την δυαδική τιμή, και την είσοδο latch enable συνδεδεμένη σε μια έξοδο του 74138 3to8 decoder/demultiplexer ο οποως τους ενεργοποιεί ανάλογα με τις τρέχουσες τιμές του data bus και του address bus.

7.2.6.3 ΟΘΟΝΗ ΥΓΡΩΝ ΚΡΥΣΤΑΔΔΩΝ

Η οθόνη υγρών κρυστάλλων που χρησιμοποιείτε είναι μια οθόνη δυο σειρών δεκαέξι χαρακτήρων ,όπως φαίνεται στη σελίδα του σχεδίου DlSPLla, όπου διακρίνονται και τα άκρα σύνδεσης.

Τα άκρα 1 -8 είναι οι είσοδοι δεδομένων και συνδέονται στο data bus.

To άκρο 9 είναι η είσοδο latch enable και συνδέετε με μια έξοδο του 74138 3to8 decoder/demultiplexer ο οποίος είναι υπεύθυνος για την διευθυνστοδοτηση της κάρτας απεικόνισης.

Στα άκρα 13 και 14 εφαρμόζετε η τάση τροφοδοσίας Vcc.

Ετήσης στην κάρτα αυτή υπάρχει και ένας 74c922 16 key encoder, στις εισόδους του οποίου συνδέονται τρία πλήκτρα με τα οποία ο χρήστης μπορεί να αλλάζει τις παραμέτρους του συστήματος.

7.2.7 ΛΙΣΤΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΣΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ

Α/Α ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

1 DS80C323

High-speed/low-power micro

2 MM 74C922

16 Key encoder

3 CD4040

Carrv binary counter

4 MOC3021

Triac

5 DS1210

Nonvolatile controller chip

6 MM74HC04

Hex inverter

7 M74HC07

Hex b u f f e r _____________-

8 MM74HC244

Octal 3 state buffer

9 MM74HC373

3 State octal D-type latch

10 74HCT138 3to81me

(56)

decoder/demu It iplexer

11 74HCT374

Octal D-type flip-flop

12 74HCT00

2-input nand gate

13 74HCT08

2-input and gate

14 HM62256B

Static RAM

15 27C512A

64Kx8 EPROM

16 AT28C64

Parallel EEPROMS

17 CD4051

Analog multiplexer/demultiplexer

18 CD4511

BCD to 7 segment decoder driver

19 TL074

Amplifier’s

20 LM139

Functioning comparator’s

21 AD 1403

2.5V IC References

22 AD670

8-bit ADC

23 4N29

Photodarlington optocoupler

7.2.8 Τεχνικό Χαρακτηριστικά

Στις παρακάτω σελίδες υπάρχουν τα data sheet, οι πίνακες αληθείας και άλλα χαρακτηρισηκά των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.

(57)

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

• SPAGNOL AUTOMAZIOM USER MANUAL MCI 300

• SHANNY RAY MANUAL FOR IRRIGATION COMPUTER

• EUTECH SENSORS

• ΥΛΙΚΟ ΕΤΑΙΡΕΙΏΝ

□ VOLMATIC

□ GRODAN

• ΥΛΙΚΟ ΑΠΟ INTERNET

□ DALLAS SEMICONDUCTORS

□ FAIRCHILD SEMICONDUCTORS

□ PHILIPS SEMICONDUCTORS

J

ΑΥΤΟΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟa a i IMA ΠΟΤΙΣΜΑΤΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ

(58)

(59)

TITLE: DISPL2a Document Number: